JPH0128519Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は潜像を現像し、生成するトナー像等を
熱や圧力の定着方式等により定着せしめて画像を
得るための新規な定着装置に関する。 電子写真複写材等の画像形成装置において、ト
ナー像を紙などに定着する工程に関しては種々の
方法や装置が開発されている。現在最も一般的な
方法は熱と圧力を同時に適用するいわゆる熱ロー
ル定着方式であり、これはトナー像を担持してい
る受像シートを加熱されたローラーと接触させて
トナー像を受像シートに定着させる方法である。
しかしながら、このような定着方式を利用すると
いわゆるオフセツト等のトラブルを生じ易い。オ
フセツトは受像シートに担持されたトナー像の一
部がローラー表面に転移するという好ましくない
現像であり、熱ロール定着方式を開発する上での
大きな問題である。現在一般に用いられている熱
ロール定着器ではトナー像と接触するローラーは
通常、離型性のよいシリコンゴムもしくはフツ素
系樹脂によつて少なくとも表面層が形成されてい
るが、その表面にオフセツト防止のため及びロー
ラー表面の疲労を防止するためにシリコンオイル
のような離型性の油を塗布する方式が多い。しか
しながら油を塗布する方式では、油塗布系を設け
ることにより定着装置が複雑になること及び油の
蒸発により使用者に不快感を与えること等の問題
がある。それゆえ、油塗布によつてオフセツトを
防止せんとする方向は好ましくなく、むしろ定着
温度領域の広い耐オフセツト性の良好なトナーの
開発が望まれているのが現状である。確かに熱ロ
ール定着方式の開発において、材料的に限定され
たロール材質及び離型性油に過度の離型性を求め
ることは定着システム設計上適当ではなく、むし
ろ現像特性とのバランスを保ちつつオフセツトフ
リーのトナーを開発することの方が、安価でコン
パクトな定着装置を作る上では重要である。 従来より、オフセツトフリーのトナーを開発す
るための重要なポイントとして、トナー溶融時の
粘性・離型性があげられる。すなわち、トナーが
溶融時温度変化に対して粘度の変化が少なくかつ
適当な粘度を有しており、さらに熱ロールに対し
て離型性を有するようにトナー組成を設計するこ
とが重要である。これらは一言で言えば、トナー
の熱的物理的性質の問題である。しかしながら本
発明は、トナーの熱的物理的性質のみでは説明で
きない次のような現像を見い出した。スチレン−
メタクリル酸ブチル共重合体100重量部、低分子
量ポリプロピレン10重量部、カーボンブラツク６
重量部から成るトナーを作成する。このトナーを
キヤリアー鉄粉と混合して負荷電性トナーとし、
正性潜像を現像して普通紙に転写する。得られる
未定着画像をＮとする。また、同一のトナーを表
面コートしたキヤリアー鉄粉と混合して正荷電性
トナーとし、負性潜像を現像して普通紙に転写す
る。得られる未定着画像をＰとする。次いで、表
面がポリテトラフルオロエチレンで被覆され、内
部にハロゲンランプを有する定着ローラーと表面
がシリコンゴムで被覆された加圧ローラーとを有
する定着器を用いて、画像Ｎ及びＰの定着テスト
を行つた。結果は以下の表−１の通りであつた。

【表】 また定着テストに用いた普通紙（サイズ材、ロ
ジン製）を定着器に通すと紙は正に帯電し、紙に
対して２本のローラー共負に帯電する。この事実
と上記の定着テストの結果とを考え合わせて、本
発明者は次のように推擦している。すなわち、帯
電実験の結果定着時紙は正に帯電しているのであ
るから、画像上のトナーが正に帯電したトナーで
あると、トナーは紙から離れて定着ローラーへ転
移する方向の電気的な力を受け、紙とは密着しづ
らくなりオフセツトし易くなる。逆に画像上のト
ナーが負に帯電したトナーであると紙と密着し易
くなり、オフセツトしづらくなる。それゆえ、画
像Ｎは定着性、耐オフセツト性双方に秀れている
が、画像Ｐは同じトナーを用いているにもかかわ
らず定着性、耐オフセツト性が劣つているのであ
る。表−１において、画像Ｐは低い温度（150〜
170℃）において耐オフセツト性が劣ることに注
意されたい。定着ローラーの温度が高ければ
（190〜200℃）トナーは十分に溶融して紙と密着
するので、電気力の影響が殆んどなくなると考え
られる。 このような状況下において、負性潜像等を現像
し、トナー像を熱ロール定着方式等を用いて定着
する画像形成法を開発するべくなされたものであ
る。 上記問題点を解決する本考案は、正負荷の未定
着画像を支持する支持材を回転対間で挟持搬送す
ることにより未定着画像の定着を行う定着装置に
おいて、未定着画像と接しない側の回転体表面の
摩擦帯電系列は支持材に対して正であることを特
徴とするものである。 以下の説明において電気的負性潜像とは現像電
極に対して電位的に負である潜像を意味し、負電
荷を有する潜像はもちろん、正電荷を有する潜像
であつても反転現像を行う場合には本考案に包含
される。 上記の電気的負性潜像等を形成する工程として
は、例えば、酸化亜鉛感光体、各種有機光導電体
等のＮ型光導電体に負電荷を付与し像露光して形
成するカールソン法、絶縁層−Ｐ型光導電体−導
電性基板の３層を有する感光体を負帯電し、像露
光と同時に正帯電もしくはAC除電、さらに全面
露光を行つて形成するNP法など周知の方法があ
る。電気的負性潜像を現像する方法としては、例
えば、米国特許第2874063号明細書に記載されて
いる磁気ブラシ法、同第2221776号明細書に記載
されているカスケード現像法、特開昭54−42141
号に記載されている絶縁性磁性トナーを用いる方
法、パウダークラウド法、インプレツシヨン法、
高抵抗の磁性トナーを用いる方法などがある。 以下の実施例で使用する加熱された少なくとも
１対のローラー間を通過せしめて、トナー像をト
ナー支持体に定着するものとしては、例えば、内
部に熱源を有する表面がフツ素系樹脂ないしシリ
コーンゴム、シリコーン樹脂で被覆された定着ロ
ーラーと必要に応じて内部に熱源を有するフツ素
系樹脂ないしシリコーンゴム、シリコーン樹脂、
金属シートで被覆された加圧ローラーとをほぼ互
いに平行に設けて配置し、両ローラー間におよそ
0.01〜10Kg／cm程度の線圧を印加して、両ローラ
ー間を通過する画像を熱定着する方法がある。こ
の工程においては、必要に応じて、熱エネルギー
を供給するためのローラー、オフセツトしたトナ
ーを除くためのクリーナー、オイルを塗布するた
めの手段等を設けても良い。また必要に応じて潜
像保持体上の現像画像を転写部材上に転写する工
程を有するが、そのためにコロナ転写方式、バイ
アスロール転写方式、磁気転写方式などを用いる
ことができる。この場合、通常潜像保持体上の残
余のトナーをクリーニングする必要があるが、そ
のためにはブレードクリーニング方式、フアーブ
ラシクリーニング方式、磁気ブラシクリーニング
方式などを用いることができる。上記電気的負性
潜像を現像するためのトナーとしては、熱ロール
定着に適した比較的分子量分布の広いスチレン系
重合体、アクリル系重合体、ポリエステル、エポ
キシ樹脂、ポリアミドなどの重合体を結着樹脂と
し、着色剤としてカーボンブラツク、鉄黒、グラ
フアイト、ニグロシン、群青フタロシアニンブル
ー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、キナ
クリドン金属錯塩染料、各種レーキ顔料などを用
いれば良い。さらに必要に応じて正荷電制御・凝
集防止・離型性向上等の目的のためにニグロシン
置換された４級アンモニウム塩、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート重合体、ビニルピリジン重
合体、アクリルアミド重合体、塩基性染料及びそ
のレーキ、コロイド状シリカ、低分子量ポリエチ
レン、低分子量ポリプロピレン、ビスアマイド、
高級脂肪酸及びその金属塩などを添加しても良
い。また上記トナーを磁性トナーとするには、強
磁性の元素及びこれらを含む合金、化合物などで
あり、マグネタイト、ヘマタイト、フエライトな
どの鉄、コバルト、ニツケル、マンガンなどの合
金や化合物、その他の強磁性合金など従来より磁
性材料として知られている物質などを添加すれば
良い。さらに必要に応じて鉄粉、ガラスビーズ、
ニツケル粉、フエライト粉などのキヤリアー粒子
と混合されて、電気的潜像の現像剤として用いて
も良く、また粉体の自由流動性改良等の目的でコ
ロイド状シリカ微粉末やトナー固着防止のために
酸化セリウムなどの研摩剤を添加しても良い。 以下実施例を以つて本考案を詳述するが、もち
ろん本考案がこれに限定されるものではない。 図は本考案が適用できる画像形成装置の一実施
形態を示す。 １は酸化亜鉛感光体であり、酸化亜鉛バインダ
ー層とアースされた導電性基体とから成り、矢印
の方向に定速回転する。（ここでは線速100mm／
sec）２は周知の帯電装置であり−7KVの負極性
コロナを放電し、感光体１上に負電荷を付与す
る。３は原稿像、または光像、あるいは画像信号
により変調された光ビーム等を投影する光像照射
装置であり、これにより感光体１上に負性潜像を
形成する。形成された負性潜像は現像装置４を用
いて現像される。現像装置中のトナー４ａはスチ
レン−メタリル酸ブチル共重合体100重量部、140
℃における溶融粘度が280cpsのポリプロピレン10
重量部、ニグロシン染料２重量部、磁性粉60重量
部、コロイダルシリカ２重量部から成る正荷電性
磁性トナーであり、内部に固定された磁石４ｃを
有するSUSステンレス製の現像スリーブ４ｂが
矢印の方向に感光体１とほぼ同じ線速で回転する
ことによつて、250μに設定された鉄製ブレード
４ｄとスリーブ４ｂの間隙を通過して、スリーブ
４ｂ上にコートされる。コートされたトナーは感
光体１とスリーブ４ｂとの最小間隙部において潜
像のパターンに応じてスリーブ４ｂから感光体１
へと転移する。ここで、スリーブ４ｂと感光体１
との間隙は250μに設定されており、スリーブ４
ｂには−150Vの直流バイアス1.2KHz1.5KVの交
流バイアスが印加されている。生成する現像画像
は−7KVの帯電装置５によつて、普通紙の一つ
である転写紙６上に転写される。次いでポリテト
ラフルオロエチレンで被覆された内部に熱源を有
する定着ローラー７ａとシリコンゴムで被覆され
さらにその表面をアルミ箔で被覆された加圧ロー
ラー７ｂとを有する定着装置７によつて定着され
る。ここで転写紙はアルミ箔に対して摩擦電気的
に負である。なお７ｃはオイルを含浸せしめたク
リーナーである。 一方感光体１上の転写されなかつた残余のトナ
ーはクリーナー８によつて感光体１上より除去さ
れる。得られた画像は鮮明で、またオフセツトは
観察されなかつた。また、この際定着装置を通過
した直後の転写紙は負に帯電していた。これに対
して、表面にアルミ箔を有さない加圧ローラー７
ｂを用いることを除いては上記と同様に行つたと
ころオフセツトが見られた。また定着装置を通過
した直後の転写紙は正に帯電しており、さらにこ
こで転写紙は上記表面にアルミ箔を有さない加圧
ローラーに対して摩擦電気的に正であつた。上記
実施例において、１対の定着ローラー間を通過す
ることにより未定着画像支持材を負に帯電させ、
かつ支持材が加圧ローラー７ｂに対して摩擦電気
的に負とせしめるためには、支持材に負電荷を付
与しうる範囲で加圧ローラーの表面層の摩擦帯電
系列における準位を正の方向に変化せしめれば良
く、上記以外に、例えば、ローラーの表面層を形
成するシリコーンゴム中にニグロシン等の正荷電
性材料を適当量添加する方法などがある。 また、支持材の性質を上記定着ローラー等の回
転体に用いられる表面構成部材に対して摩擦帯電
系列上負の準位にあり、且つ上記加圧ローラー等
の回転体に対しても同様に摩擦帯電系列上負の準
位にあるものを用い、支持材の表、裏に負電荷を
付与せしめるものであればより好ましい実施例と
なる。 また、本考案は、圧力定着装置にも適用でき
る。 以上のように本考案は、未定着画像を支持体に
完全に保持せしめることができ、オフセツト防止
効果が極めて高度である定着装置である。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案が適用できる画像形成装置の一実
施形態の略断面図である。 １は感光体、４は現像装置、４ａはトナー、６
は転写紙、７は定着装置、７ａは定着ローラー、
７ｂは加圧ローラー。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 正電荷の未定着画像を支持する支持材を回転対
   間で挟持搬送することにより未定着画像の定着を
   行う定着装置において、 未定着画像と接しない側の回転体表面の摩擦帯
   電系列は支持材に対して正であることを特徴とす
   る定着装置。